+ All Categories
Home > Documents > Analisis Kekuatan Rangka pada Mesin Transverse Ducting ...

Analisis Kekuatan Rangka pada Mesin Transverse Ducting ...

Date post: 27-Oct-2021
Category:
Upload: others
View: 3 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
8
299 Analisis Kekuatan Rangka pada Mesin Transverse Ducting Flange (TDF) Menggunakan Software Solid Works Eko Prasetyo 1*) , Rudi Hermawan 2) , Muhammad Naufal Ibnu Ridho 3) , Istihara Ibnu Hajar 3) Hasan Hariri 1) , Erlanda Augupta Pane 1) 1 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pancasila 2 PT. Defa Angkasa Utama 3 Program Studi Diploma 3 Teknik Mesin, Universitas Pancasila *[email protected] DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i3.8872 ABSTRACT In the industrial world, companies are required to be more effective and creative with the development of today's technology. Transverse ducting flange (TDF) machine is a machine that functions to make ducting flange products and form ducting connections, where there are several components in large quantities, so the design of the frame construction made must be strong to support these components. Responding to the cases that occurred, with the aims and objectives of this study, namely to determine the level of efficiency in the use of the design on a hollow galvanized steel frame measuring (100 × 50 × 3,2) mm, by performing simulations using SolidWorks Premium 2019 software with static analysis features. using the finite element method. So with this research, we can find out whether the frame is receiving loads that exceed the yield strength limit or vice versa. The results of the research are three load-bearing areas received, with load values in a row, namely 11693,809 N, 266 N, and 598,206 N. From the results of the three, it shows that the design of the frame construction that has been made is safe to use, because the calculation of the analysis meets the value requirements safety factor and the maximum stress simulation that occurs does not exceed the yield strength limit of the frame material. Keywords: framework, solid-works, analysis, loading, transverse ducting flange PENDAHULUAN Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini dunia perindustrian mengalami kemajuan yang begitu pesat. Kemajuan teknologi itu tak lepas dari dukungan khususnya dunia industri manufaktur, dimana terdapat industri dari yang berskala kecil maupun industri menengah dan sampai ke dalam skala besar (Wibowo, Raharjo & Kusharjanta, 2014). Begitu juga dengan peningkatan kualitas sumber daya manusia dan teknologinya dengan penggunaan mesin-mesin canggih pada proses produksi yang bertujuan meningkatkan efisiensi dan efektifitas produksi. Pada industri skala menengah sering dijumpai teknologi penunjang produksi yang memerlukan mesin mulai dari yang berukuran sedang, maupun besar (Sunarto, Sisworo & Prasojo, 2018). Seperti halnya pada PT. Defa Angkasa Utama yaitu perusahaan yang bergerak dalam memproduksi serta memasarkan produk saluran angin (ducting) yang dibutuhkan pada industri HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning). Ducting sendiri diartikan sebagai pendistribusi udara untuk mengalirkan udara antara sistem udara, serta dari penghasil udara ke tiap-tiap ruangan dengan peralatan terminal dan ducting flange berfungsi sebagai penghubung sambungan antara dua unit ducting menjadi satu kesatuan yang utuh (Ramadhanis, 2019). HVAC memiliki peran penting dalam industri terutama untuk gedung-gedung seperti perkantoran, mall, apartemen, serta Industri-industri besar yang memerlukan sistem ventilasi yang baik dan Article History: Received: Oct, 22 nd 2020; Accepted: Dec, 11 th 2020 Rekayasa ISSN: 2502-5325 has been Accredited by Ristekdikti (Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019 effective until 2023 Cite this as: Prasetyo, E., Hermawan, R., Ridho, M.N.I., Hajar, I.I., Hariri, H & Pane, E.A (2020). Analisis Kekuatan Rangka pada Mesin Transverse Ducting Flange (TDF) Menggunakan Software Solid Works. Rekayasa, 13 (3), 299-306. doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i3.8872 © 2020 Eko Prasetyo, Rudi Hermawan, Muhammad Naufal Ibnu Ridho, Istihara Ibnu Hajar, Hasan Hariri, Erlanda Augupta Pane REKAYASA Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa Rekayasa, 2020; 13(3): 299-306 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)
Transcript

299

Analisis Kekuatan Rangka pada Mesin Transverse Ducting Flange (TDF)

Menggunakan Software Solid Works

Eko Prasetyo1*), Rudi Hermawan2), Muhammad Naufal Ibnu Ridho3), Istihara Ibnu Hajar3)

Hasan Hariri1), Erlanda Augupta Pane 1) 1Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pancasila

2PT. Defa Angkasa Utama 3Program Studi Diploma 3 Teknik Mesin, Universitas Pancasila

*[email protected] DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i3.8872

ABSTRACT

In the industrial world, companies are required to be more effective and creative with the development of today's technology. Transverse ducting flange (TDF) machine is a machine that functions to make ducting flange products and form ducting connections, where there are several components in large quantities, so the design of the frame construction made must be strong to support these components. Responding to the cases that occurred, with the aims and objectives of this study, namely to determine the level of efficiency in the use of the design on a hollow galvanized steel frame measuring (100 × 50 × 3,2) mm, by performing simulations using SolidWorks Premium 2019 software with static analysis features. using the finite element method. So with this research, we can find out whether the frame is receiving loads that exceed the yield strength limit or vice versa. The results of the research are three load-bearing areas received, with load values in a row, namely 11693,809 N, 266 N, and 598,206 N. From the results of the three, it shows that the design of the frame construction that has been made is safe to use, because the calculation of the analysis meets the value requirements safety factor and the maximum stress simulation that occurs does not exceed the yield strength limit of the frame material. Keywords: framework, solid-works, analysis, loading, transverse ducting flange

PENDAHULUAN

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan

dan teknologi saat ini dunia perindustrian

mengalami kemajuan yang begitu pesat.

Kemajuan teknologi itu tak lepas dari dukungan

khususnya dunia industri manufaktur, dimana

terdapat industri dari yang berskala kecil maupun

industri menengah dan sampai ke dalam skala

besar (Wibowo, Raharjo & Kusharjanta, 2014).

Begitu juga dengan peningkatan kualitas sumber

daya manusia dan teknologinya dengan

penggunaan mesin-mesin canggih pada proses

produksi yang bertujuan meningkatkan efisiensi

dan efektifitas produksi. Pada industri skala

menengah sering dijumpai teknologi penunjang

produksi yang memerlukan mesin mulai dari

yang berukuran sedang, maupun besar (Sunarto,

Sisworo & Prasojo, 2018). Seperti halnya pada PT.

Defa Angkasa Utama yaitu perusahaan yang

bergerak dalam memproduksi serta memasarkan

produk saluran angin (ducting) yang dibutuhkan

pada industri HVAC (Heating Ventilation Air

Conditioning). Ducting sendiri diartikan sebagai

pendistribusi udara untuk mengalirkan udara

antara sistem udara, serta dari penghasil udara ke

tiap-tiap ruangan dengan peralatan terminal dan

ducting flange berfungsi sebagai penghubung

sambungan antara dua unit ducting menjadi satu

kesatuan yang utuh (Ramadhanis, 2019). HVAC

memiliki peran penting dalam industri terutama

untuk gedung-gedung seperti perkantoran, mall,

apartemen, serta Industri-industri besar yang

memerlukan sistem ventilasi yang baik dan

Article History:

Received: Oct, 22nd 2020; Accepted: Dec, 11th 2020

Rekayasa ISSN: 2502-5325 has been Accredited by Ristekdikti

(Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019

effective until 2023

Cite this as:

Prasetyo, E., Hermawan, R., Ridho, M.N.I., Hajar, I.I., Hariri, H

& Pane, E.A (2020). Analisis Kekuatan Rangka pada Mesin

Transverse Ducting Flange (TDF) Menggunakan Software

Solid Works. Rekayasa, 13 (3), 299-306. doi:

https://doi.org/10.21107/rekayasa.v13i3.8872

© 2020 Eko Prasetyo, Rudi Hermawan, Muhammad Naufal

Ibnu Ridho, Istihara Ibnu Hajar, Hasan Hariri, Erlanda

Augupta Pane

REKAYASA Journal of Science and Technology

https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa

Rekayasa, 2020; 13(3): 299-306

ISSN: 0216-9495 (Print)

ISSN: 2502-5325 (Online)

300 | Prasetyo, E et.al Analisis Kekuatan Rangka

tentunya bertujuan untuk menjaga kelembaban

udara. Dengan begitu untuk merealisasikan

proses produksi pada perusahaan ini maka

diperlukan suatu mesin penunjang agar kegiatan

produksi berjalan dengan baik (Husodo &

Siagian, 2014).

Mesin Transverse Ducting Flange atau yang

biasa dikenal dengan sebutan mesin TDF,

merupakan salah satu mesin yang digunakan

untuk memproduksi ducting, yang dimana

berfungsi sebagai membentuk (forming) yang

menggunakan komponen roller sebagai media

pembentukan benda kerja dengan cara merol

forming benda kerja tersebut. Roll forming juga

disebut contour roll forming adalah proses

pembengkokan kontinu dimana menghasilkan

bentuk sesuai dengan pembentukan dari roller

tersebut (Groover, 2010).

Salah satu komponen utama yang terdapat

pada mesin TDF yaitu rangka. Rangka merupakan

bagian mendasar yang paling penting khususnya

penggunaan pada permesinan, karena fungsi

rangka yaitu sebagai pendukung komponen-

komponen pada mesin itu sendiri, dan serta

mampu menahan gaya aksial, normal dan

momen untuk menjaga kestabilan pada mesin.

Kekuatan rangka tergantung pada bentuk atau

jenis kontruksinya yang dimana untuk menahan

pembebanan torsi dari mesin dan juga menahan

kejutan yang diberikan saat mesin bergerak

(Adriana & Masrianor, 2017).

Mesin TDF yang terdapat di PT. Defa Angkasa

Utama menggunakan konstruksi rangka dari besi

hollow dengan jenis material galvanis, karena

besi hollow galvanis merupakan salah satu bahan

yang sering digunakan pada kontruksi khususnya

permesinan industri dan memiliki karakteristik

bahan material yang kuat serta kokoh dalam

menopang beban yang berlebih (Fitriana 2019).

Melihat fungsi dari komponen perkomponen

suatu mesin dan beragam beban yang diterima

oleh suatu rangka, maka diperlukan untuk

menganalisis desain, agar mengetahui tingkat

keamanan dari pada penggunaan desain

konstruksi rangka tersebut. Maka dari itu untuk

lebih mengetahui tingkat keamanan pada

struktur rangka mesin TDF diperlukan software

penunjang untuk menganalisis kasus tersebut.

Berdasarkan pembahasan diatas, penelitian

ini dilakukan untuk menganalisis kekuatan

rangka pada mesin TDF, yang dimana bertujuan

untuk mengetahui nilai tegangan (stress) dan

nilai safety factor pada rangka, apakah nilai

analisis rangka mesin TDF ini melebihi batas yield

strength dan aman untuk digunakan ataupun

sebaliknya. Sekecil apapun gaya yang bekerja,

maka benda akan mengalami perubahan bentuk

dan ukuran.

Perubahan ukuran secara fisik ini disebut

sebagai deformasi. Deformasi ada dua macam,

yaitu deformasi elastis dan plastis. Deformasi

elastis adalah perubahan bentuk benda yang bisa

kembali kebentuk seperti semula, sedangkan

deformasi plastis adalah kebalikannya, yang

dimana benda mengalami perubahan bentuk

secara tetap (Abidin and Rama 2015). Dalam

sebuah rancangan desain untuk menganalisis

kekuatan rangka, kriteria yang biasa digunakan

adalah kekuatan luluh (yield strength), yaitu nilai

tegangan terendah dimana material mengalami

deformasi plastis. Kekuatan material merupakan

kemampuan material untuk menahan beban

maksimum sebelum patah. Dalam artiannya nilai

tegangan material yang masih dibawah yield

strength, secara deformasi material akan dapat

kembali kebentuk semula dan material aman

untuk digunakan (Wibawa 2019).

Metode Elemen Hingga (MEH) telah

membuktikan kehandalannya dalam

memecahkan persoalan-persoalan dibidang

mekanika kontinu. Dengan menganalisis

tegangan serta regangan dengan menggunakan

fitur statik, analisis tegangan terhadap suatu

desain itu sendiri dapat dengan mudah

diperhitungkan dengan menggunakan software

analisis, salah satunya yaitu software SolidWorks

(Nugroho 2015). Oleh karena itu penelitian

memilih simulasi dengan menggunakan software

yang berbasis metode elemen hingga (finite

element analysis program) yaitu dengan software

SolidWorks (Abidin & Rama, 2015).

SolidWorks yaitu program rancang bangun

yang banyak digunakan untuk mengerjakan

desain produk, desain mesin, desain mould,

desain konstruksi, dan untuk keperluan lain-lain

terkhusus dalam bidang teknik sesuai dengan

penelitian yang dilakukan. SolidWorks dilengkapi

dengan tools yang digunakan untuk menghitung

dan analisis hasil desain seperti tegangan,

regangan, maupun pengaruh suhu, angin, dan

lain-lain. SolidWorks sendiri juga merupakan

pemodelan yang berbasis fitur parametrik, yang

dimana semua objek dan hubungan antar

geometrik dapat dimodifikasi kembali meskipun

Rekayasa, 13 (3): 2020 | 301

geometriknya sudah jadi tanpa perlu mengulang

kembali dari awal (Akin 2010).

METODE PENELITIAN

Pengumpulan data

Data yang didapat berupa rancangan desain

3D rangka mesin TDF yang telah dibuat dengan

menggunakan software SolidWorks Premium

2019. Material yang digunakan pada rangka ini

yaitu besi hollow galvanis berukuran (100 × 50 ×

3,2) mm dan dengan nilai yield strength sebesar

550 MPa atau 5,5e+8 N/m2.

Penelitian ini dilaksanakan pada 16 Januari –13

Gambar 1. Desain Rangka Mesin TDF

Data juga berupa asumsi dari beban

komponen-komponen mesin yang berkaitan

dengan rangka mesin tersebut, yang dimana

diperoleh dari software SolidWorks Premium

2019 dengan menggunakan fitur mass properties,

sehingga dapat diketahui beban komponen dan

sesuai dengan material nya. Massa pada masing-

masing komponen mesin TDF yang dapat dilihat

pada Tabel 1.

Analisis Hasil Rancangan

Analisis simulasi dilakukan dengan

menggunakan fitur statis oleh software

SolidWorks Premium 2019. Simulasi dengan

software ini berguna menjalankan analisis untuk

membuktikan validitas dari sebuah desain

(Wibawa 2019). Hasil data dari fitur statis ini yaitu

dapat diketahui parameter nilai sebagai berikut:

a. Strain (regangan)

Regangan dapat dikatakan tingkat deformasi

yang dapat memanjang, memendek,

membesar, mengecil, dan sebagainya.

b. Displacement (perpindahan)

Yaitu perpindahan material dari titik awal

ke titik akhir yang sudah terkena gaya

tekan atau beban (force) dari proses

pengepresan (Munir, Qomaruddin, and

Winarso 2019).

Tabel 1. Massa Komponen Mesin TDF

No. Nama Komponen Deskripsi Massa (grams)

1 15 Roller LA dan 16 Roller LB Stainless Steel 103655,91

2 16 Roller RA dan 15 Roller RB Stainless Steel 65354,09

3 Gear type 1 × 12 S45C 469,80 × 12 = 5637,6

4 Gear type 2 × 2 S45C 126,82 × 2 = 253,64

5 Gear type 3 × 22 S45C 272,37 × 22 = 5992,14

6 Gear type 4 × 15 S45C 267,37 × 15 = 4010,55

7 Shaft type 1 × 12 S45C 1186,66 × 12 = 14239,92

8 Shaft type 2 × 12 S45C 278,37 × 12 = 3340,44

9 Shaft type 3 × 15 S45C 12528,88 × 15 = 187933,2

10 Shaft type 4 × 2 S45C 190,75 × 2 = 381,5

11 Shaft type 5 × 24 S45C 332,14 × 24 = 7971,36

12 Mounting upper side type 1 × 2 Alloy Steel 32114,26 × 2 = 595974,07

13 Mounting upper type 2 × 2 Alloy Steel 17633,35 × 2 = 32114,26

14 Mounting lower side × 2 Alloy Steel 71185,08 × 2= 142370,16

15 Bearing 6007 RS × 76 Stainless Steel 165,77 × 76 = 12598,52

16 Bearing 6007 2 RS × 64 Stainless Steel 165,77 × 64 = 10609,28

17 Stem Plain Carbon Steel 1179,04

18 Cantilever 1 × 2 Galvanized Steel 574,9 × 2 = 1149,8

19 Cantilever 2 Galvanized Steel 553,54

20 Motor listrik BLA-100L 2-4, 4 HP 23000

21 Gearbox NMRV 110, Ratio 1:30 35000

22 Alas transmisi Plain Carbon Steel 3000

302 | Prasetyo, E et.al Analisis Kekuatan Rangka

c. Stress (tegangan)

Tegangan itu sendiri merupakan gaya

reaksi atau gaya yang bekerja untuk

mengembalikan suatu benda, kepada

bentuk semula persatuan luas yang

terbagi rata pada permukaannya.

Selain itu, tujuan dari fitur ini yaitu untuk

mengetahui tegangan yang dilakukan oleh

software SolidWorks menggunakan metode

analisis elemen hingga. Analisis elemen hingga

merupakan teknik numerik matematis untuk

menghitung kekuatan dan perilaku struktur

komponen teknik dengan membagi obyek

menjadi bentuk jala (mesh). Analisis statis

menggunakan metode elemen hingga yaitu

teknik yang menentukan tegangan pada material

dan struktur yang mengalami beban atau gaya

statis maupun dinamis, sehingga mengetahui

karakteristik kekuatan rangka dalam menerima

beban kerja dari komponen-komponen yang

terdapat pada mesin TDF (Wibawa et al. 2018).

Safety factor digunakan dalam banyak analisis

sebagai parameter keberhasilan atau kegagalan

suatu analisis tersebut dan agar terjamin

keamanannya. Dengan rumus safety factor yang

dapat digunakan yaitu sebagai berikut:

𝑆𝑓 = 𝜎 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ

𝜎 max 𝑣𝑜𝑛 𝑚𝑖𝑠𝑒𝑠

Keterangan :

𝑆𝑓= Safety Factor

𝜎 yield strength = kekuatan luluh material

σ max von mises = tegangan kerja maksimal

HASIL DAN PEMBAHASAN

Diagram Benda Bebas

Hasil analisis pembebanan dengan diagram

benda bebas pada rangka adalah sebagai

berikut.

Gambar 2. Bagian Rangka yang Dikenakan

Beban

a. Fixture

Fixture (pencekaman) merupakan langkah

awal dari proses analisis ini, yang berartikan

suatu desain yang dikembangkan dengan

menggunakan simbolisasi rancangan fixture

untuk mempermudah penetapan pada setiap

fungsi bagian dari fixture atau kata lain yaitu

bagian yang dibuat tidak bergerak, dan biasanya

dipilih pada bagian kaki rangka (Komara, 2020).

Berikut proses fixture yang ditempatkan pada ke

empat kaki rangka seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 3.

Gambar 3. Fixture pada Rangka

b. Pembebanan Rangka Area 1

Pembebanan dilakukan pada area rangka

bagian atas dengan dua sisi. Seperti yang terlihat

pada Tabel 1 dengan nomor urut 1 sampai 16,

area bagian ini menumpu komponen mounting,

shaft, gear, roller, serta bearing, maka beban yang

dikenakan pada bagian ini yaitu sebesar

1192436,64 grams atau 11693,809 N (Gambar 4).

Gambar 4. Pembebanan Rangka Area 1

c. Pembebanan Rangka Area 2

Pembebanan dilakukan pada area rangka

bagian atas dengan satu sisi. Seperti yang

ditunjukkan pada Tabel 1 dengan nomor urut 17

sampai 19, area bagian ini menumpu komponen

stem, cantilever 1 dan cantilever 2, maka beban

yang dikenakan pada bagian ini yaitu sebesar

2882.38 grams atau 28,266 N (Gambar 5).

Rekayasa, 13 (3): 2020 | 303

Gambar 5. Pembebanan Rangka Area 2

d. Pembebanan Rangka Area 3

Pembebanan dilakukan pada area rangka

bagian bawah dengan dua sisi. Seperti yang

ditunjukkan pada Tabel 1 dengan nomor urut 20

sampai 22, area bagian ini menumpu komponen

motor listrik, gearbox, dan alas transmisi, maka

beban yang dikenakan pada bagian ini yaitu

sebesar 61000 grams atau 598,206 N (Gambar 6).

Gambar 6. Pembebanan Rangka Area 3

Hasil Analisis

a. Pembebanan Rangka Area 1

Nilai analisis simulasi yang diketahui pertama

yaitu strain, bahwa besaran beban awal yang

diberikan pada rangka di area 1 ini sebesar

11693,809 N dan besarnya regangan maksimal

yang terjadi adalah sebesar 3,183e-04 N/m2

dengan ditunjukan oleh diagram warna pada

area yang berwarna merah (Gambar 7). Adapun

pada analisis simulasi displacement yang telah

dilakukan, nilai displacement terbesar pada

pembebanan rangka area 1 ditunjukan oleh

diagram warna yang berwarna merah dengan

nilai sebesar 7,218e-02 mm (Gambar 8).

Gambar 7. Hasil Analisis Strain pada

Pembebanan Rangka Area 1

Kualitas Air

Hasil pengukuran kualitas air sebagaimana

Gambar 8. Hasil Analisis Displacement pada

Pembebanan Rangka Area 1

Menurut hasil dari diagram warna hasil

simulasi yang terlihat pada Gambar 10. dapat

diketahui bahwa nilai stress atau nilai tegangan

maksimal yang didapatkan yaitu sebesar 4,533 ×

104 N/m2, yang dimana menunjukkan bahwa nilai

tegangan maksimum yang terjadi masih berada

di bawah nilai yield strength material rangka

mesin TDF (Gambar 9).

Gambar 9. Hasil Stress pada Pembebanan

Rangka Area 1

Untuk mengetahui bahwa pembebanan

rangka pada area 1 aman digunakan, maka dapat

dihitung nilai safety factor dengan persamaan (1),

yaitu:

304 | Prasetyo, E et.al Analisis Kekuatan Rangka

𝑆𝑓 = 5,5 × 108 N/𝑚2

4,533 × 104 N/𝑚2

= 12133,245

Berdasarkan hasil nilai safety factor

pembebanan rangka pada area 1 ini telah

melebihi dari nilai yang dipersyaratkan, sehingga

rancangan rangka yang telah dibuat untuk

pembebanan pada area 1 ini, sangat aman untuk

menahan beban sebesar 11693,809 N.

b. Pembebanan Rangka Area 2

Nilai analisis simulasi yang diketahui pertama

yaitu strain, bahwa besaran beban awal yang

diberikan pada rangka di area 2 ini sebesar

28,266 N dan besarnya regangan maksimal yang

terjadi adalah sebesar 1,897e-06 N/m2 dengan

ditunjukan oleh diagram warna pada area yang

berwarna merah (Gambar 10).

Gambar 10. Hasil Analisis Strain pada

Pembebanan Rangka Area 2

Adapun pada analisis displacement yang telah

dilakukan, nilai displacement terbesar pada

pembebanan rangka area 2 ditunjukan oleh

diagram warna yang berwarna merah dengan

nilai sebesar 2,575e-03 mm (Gambar 11).

Gambar 11. Hasil Analisis Displacement pada

Pembebanan Rangka Area 2

Berdasarkan diagram warna hasil simulasi

yang terlihat pada Gambar 13. dapat diketahui

bahwa nilai stress atau nilai tegangan maksimal

yang didapatkan yaitu sebesar 3,016 × 103 N/m2,

yang dimana menunjukkan bahwa nilai tegangan

maksimum yang terjadi masih berada di bawah

nilai yield strength material rangka mesin TDF

(Gambar 12).

Gambar 12. Hasil Stress pada Pembebanan

Rangka Area 2

Untuk mengetahui bahwa pembebanan

rangka pada area 2 aman digunakan, maka dapat

dihitung nilai safety factor dengan persamaan (1),

yaitu:

𝑆𝑓 = 5,5 × 108 N/𝑚2

3,016 × 103 N/𝑚2

= 182360,743

Hasil nilai safety factor pembebanan rangka

pada area 2 ini telah melebihi dari nilai yang

dipersyaratkan, sehingga rancangan rangka yang

telah dibuat untuk pembebanan pada area 2 ini,

sangat aman untuk menahan beban sebesar

28,266 N.

c. Pembebanan Rangka Area 3

Nilai analisis simulasi yang diketahui pertama

yaitu strain, bahwa besaran beban awal yang

diberikan pada rangka di area 3 ini sebesar

598,206 N dan besarnya regangan maksimal

yang terjadi adalah sebesar 4,822e-05 N/m2

dengan ditunjukan oleh diagram warna pada

area yang berwarna merah (Gambar 13). Adapun

pada analisis displacement yang telah dilakukan,

nilai displacement terbesar pada pembebanan

rangka area 3 ditunjukan oleh diagram warna

yang berwarna merah dengan nilai sebesar

1,032e-01 mm (Gambar 14).

Rekayasa, 13 (3): 2020 | 305

Gambar 13. Hasil Analisis Strain pada

Pembebanan Rangka Area 3

Gambar 14. Hasil Analisis Displacement pada

Pembebanan Rangka Area 3

Berdasarkan diagram warna hasil simulasi

yang terlihat pada Gambar 13. dapat diketahui

bahwa nilai stress atau nilai tegangan maksimal

yang didapatkan yaitu sebesar 1,635 × 105 N/m2,

yang dimana menunjukkan bahwa nilai tegangan

maksimum yang terjadi masih berada di bawah

nilai yield strength material rangka mesin TDF.

Gambar 15. Hasil Stress pada Pembebanan

Rangka Area 3

Untuk mengetahui bahwa pembebanan

rangka pada area 3 aman digunakan, maka dapat

dihitung nilai safety factor dengan persamaan (1),

yaitu:

𝑆𝑓 = 5,5 × 108 N/𝑚2

1,635 × 105 N/𝑚2

= 3363,914

Hasil nilai safety factor pembebanan rangka pada

area 3 ini telah melebihi dari nilai yang

dipersyaratkan, sehingga rancangan rangka yang

telah dibuat untuk pembebanan pada area 3 ini,

sangat aman untuk menahan beban sebesar

598,206 N.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini

diantaranya sebagai berikut:

1. Analisis rangka mesin TDF yaitu melakukan

pembebanan benda bebas pada rangka di

area 1, 2, dan 3 dengan variasi nilai

pembebanannya berturut-turut yaitu

sebesar 11693,809 N, 28,266 N, dan 598,206

N.

2. Desain rangka mesin TDF yang telah dibuat

sangat aman untuk menopang beban, hal ini

karena nilai safety factor pembebanan

rangka pada ke-3 area ini telah memenuhi

nilai yang dipersyaratkan, dengan ke-3 nilai

safety factor berturut-turut yaitu 12133,245,

182360,743, dan 3363,914.

3. Hasil tegangan maksimum yang terjadi dari

ke-3 simulasi tersebut masih berada di

bawah nilai yield strength material rangka

mesin TDF yang bernilai 5,5 × 108 N/m2. Dan

hasil ke-3 nilai tegangan maksimum

berturut-turut yaitu 4,533 × 104 N/m2,

3,016 × 103 N/m2, dan 1,635 × 105 N/m2.

4. Semakin besar nilai yield strength terhadap

suatu material, maka semakin aman struktur

material tersebut untuk digunakan.

Saran

Penelitian selanjutnya diharapkan untuk lebih

memperhatikan terhadap merancang konstruksi

rangka suatu mesin, dengan cara

mengklarifikasikan komponen perkomponen

dengan permukaan elemen penopangnya,

sehingga mengurangi tingkat kekhawatiran

306 | Prasetyo, E et.al Analisis Kekuatan Rangka

terhadap kerusakan pada rangka maupun mesin

itu sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, Z., & Rama, B. (2015). Analisa distribusi

tegangan dan defleksi connecting rod

sepeda motor 100 cc menggunakan

metode elemen hingga. Jurnal Rekayasa

Mesin Universitas Sriwijaya, 15(1), 30–39.

Adriana, M., B.P, A. A., & Masrianor, M. (2017).

Rancang bangun rangka (chasis) mobil

listrik roda tiga kapasitas satu orang. Jurnal

Elemen, 2(4), 129–133.

https://doi.org/10.34128/je.v4i2.64.

Akin, J. E. 2010. Finite element analysis concepts:

via solidworks, 2010 ed. World Scientific.

Fitriana, N. (2019). Implementasi desain ‘name

board’ desa wisata jambu gondangmanis

kabupaten jombang. Jurnal Pengabdian

Masyarakat Progresif Humanis

Brainstorming, 2(1), 44–52.

https://doi.org/10.30591/japhb.v2i1.1288.

Groover, M. 2010. Fundementals of modern

manufacturing materials, processes and

systems. John Wiley & Sons 493.

Husodo, B. Y., & Siagian, N. A. (2014). Analisa

audit konsumsi energi sistem hvac (heating,

ventilasi, air conditioning) di terminal 1a,

1b, dan 1c bandara soekarno-hatta. Jurnal

Teknologi Elektro, 5(1), 49–58.

https://doi.org/10.22441/jte.v5i1.761.

Komara, A. I. (2020). Perancangan ulang

machining fixture untuk produk cylinder

head dan cover crankcase tipe 168.

Machine : Jurnal Teknik Mesin, 6(1), 1–7.

https://doi.org/10.33019/jm.v6i1.1367.

Munir, M. M., Qomaruddin, Q., & Winarso, R.

(2019). Perancangan dan simulasi punch

mesin pres batako. Jurnal Crankshaft, 3(2),

1–6.

https://doi.org/10.24176/crankshaft.v2i1.3

096.

Nugroho, C. B. (2015). Analisa kekuatan rangka

pada traktor ( force analysis frame on

tractor ). Jurnal Integrasi, 7(2), 104–107.

Ramadhanis, M. (2019). Perencanaan ducting

pada gedung serbaguna. Jurnal PETRA,

6(1), 1–9.

Sunarto, S., Sisworo, S., & Prasojo, A. Z. (2018).

Rancang bangun mesin roll bending pipa

evaporator freezer kapal dengan motor

listrik 1 hp. Jurnal Rekayasa Mesin, 105-108.

https://doi.org/10.32497/rm.v13i3.1280.

Wibawa, L. A. N., Desain, ;, Kekuatan, A., Tempat,

R., Di Balai, S., Garut, L., Metode, M., Hingga,

E., Ari, L., Wibawa, N., Teknologi, B. U.,

Antariksa, P., Atmosfer, D., Penerbangan, L.,

& Nasional, A. (2018). Desain dan analisis

kekuatan rangka tempat sampah di balai

lapan garut menggunakan metode elemen

hingga. Jurnal Teknik Mesin, 1(2), 64–68.

Wibawa, L. A. N. (2019). Desain dan analisis

kekuatan rangka lemari perkakas di balai

lapan garut menggunakan metode elemen

hingga. Machine : Jurnal Teknik Mesin, 2(5),

45–50.

https://doi.org/10.33019/jm.v5i2.787.

Wibawa, L. A. N. (2019). Desain dan analisis

kekuatan rangka meja kerja (workbench)

balai lapan garut menggunakan metode

elemen hingga. Jurnal Teknik Mesin ITI, 3(1),

13-17.

https://doi.org/10.31543/jtm.v3i1.216.

Wibowo, T. A., Raharjo, W. P., & Kusharjanta, B.

(2014). Perancangan dan analisis kekuatan

konstruksi mesin tekuk plat hidrolik.

Mekanika, 12(2), 63-70.


Recommended